Платина – это драгоценный металл, который обладает рядом уникальных свойств
В переводе с испанского слово «плата» означает маленькое серебро. Такое название этот металл получил из-за своего серовато-белого оттенка.
Платина имеет высокую плотность, что делает ее одним из самых тяжелых драгоценных металлов. Изделие, выполненное из платины, весит в два раза больше, чем серебряное. Платиновый кубик с длиной ребра 300 мм имел бы вес, равные 0,5тн.
Порошковая металлургия начиналась с платины
Физический факультет, Университет Пайме Нур, Иран. Длина волны, соответствующая максимальному исчезновению, сдвигается к более длинным волнам при увеличении размера наночастицы. Влияние мультиполей более высокого порядка очевидно для больших наносфер, что делает спектры более сложными. Этот красный сдвиг сопровождается увеличением пиковой интенсивности.
Поиск новых функциональных материалов - одна из определяющих характеристик современной науки и техники. Металлические наночастицы, в частности, наночастицы платины, могут обладать широким спектром свойств, которые могут быть использованы в практических применениях. Наноструктурированные материалы проявляют много междисциплинарных усилий. Было установлено, что как химические, так и физические свойства являются плодотворными и во многих случаях увлекательными в этом диапазоне наноразмерных. Многие физические и химические свойства современных материалов для электроники, оптики, химических реакций и других высокотехнологичных применений тесно связаны с производственным процессом.
Платина – довольно пластичный материал. Из небольшого кусочка платины, весом всего 30г, можно получить очень тонкую проволоку, которой можно было бы соединить германский город Кельн и столицу России Москву.
Платина является благородным металлом, не подвергается окислению и воздействию коррозии. Платина имеет еще одно хорошее качество – это твердость, что придает платиновым изделиям устойчивость к истиранию. Она устойчива к воздействию кислот и высоких температур. Имеет температуру плавления, равную 18430С.
Лучшие магниты – с платиной!
В некоторых применениях требуется однородная дисперсия наночастиц 1. Кроме того, рассеяние света на поверхности наночастиц связано с колебательным движением электронов наночастиц. Эти электроны генерируют излучение. Если свет поглощается наночастицей, энергия падающего света преобразуется в другую форму, например. высокая температура. Оптические свойства сильно зависят от размера, формы и состава частиц и среды наночастиц. Модифицируя эти параметры, мы можем имитировать некоторые оптические свойства наночастиц, такие как рассеяние, поглощение и вымирание в широком диапазоне длин волн.
Соединения платины в природе
В земной коре платины немного. В чистом виде платина встречается довольно редко. Чаще всего ее находят в соединении с редкими металлами, такими как и иридий. Остальные металлы, относящиеся к платиновой группе (рутений, осмий и родий), можно встретить в небольших концентрациях. Встречается и платина в виде соединений с медью, железом, хромом и никелем, а также серебром.
Пленки, содержащие платину, могут быть использованы для иммобилизации фермента 2, оптических применений 3 и каталитической активности 4. Когда платиновые наночастицы взаимодействуют со светом, в соответствии с флуктуацией электронной полосы на поверхности наночастиц происходит явление, называемое поверхностным плазмоном. Плазмонные моды платиновых наночастиц имеют высокое поглощение в ультрафиолетовой и фиолетовой спектральной области 7.
Основным преимуществом использования сферической геометрии наночастиц является контроль оптических свойств в высокопрогнозируемом состоянии. Кроме того, оптические свойства материала со сферической геометрией можно моделировать, используя решение уравнений Максвелла для произвольного диаметра и диэлектрической проницаемости. Важные физические величины могут быть получены из предыдущих рассеянных полей. Для количественной оценки скорости электромагнитной энергии, которая поглощается или рассеивается диффузором, можно определить сечения поглощения или рассеяния.
Платина в руде представлена маленькими зернами или вкраплениями. Особо крупных самородков в природе не обнаружено.
Область применения и история освоения платины
Первые месторождения платины были найдены на территории южной Америке в 18 веке.
Долгое время платина не вызывала интереса среди европейцев. Цена его была невысока.
Их сумма - это сечение вымирания. Оптические свойства наносфер платины сильно зависят от диаметра наносферы. На рисунке показаны спектры площади поперечного сечения экстинкции 10 размеров наносфер платины. Меньшие платиновые наносферы в основном поглощают свет и имеют пики около 504 нм. Все спектры имеют высокий резонанс в видимом спектре, вызванный коллективными колебаниями электрона на поверхности наночастиц платины. Длина волны, соответствующая максимальному исчезновению, сдвигается к более длинным длинам волн по мере увеличения диаметра частиц, в то время как более крупные сферы проявляют повышенное рассеяние и имеют пики, которые значительно расширяются и смещаются в сторону более длинных волн и обычно лежат вблизи ближней инфракрасной области.
Позже, познав уникальные свойства платины, люди стали его чаще использовать. Все это привело к росту цен на драгоценный металл.
В земной коре платина встречается в малом количестве. Поэтому цена ее высока. Так платиновый кубик с 300 мм длиной ребра имеет рыночную стоимость в размере 2,0 млн. долларов.
Платина в ювелирной промышленности
Среди ювелиров платина считается по праву королевой благородных металлов.
Высокое рассеяние света на больших шарах благодаря большим оптическим сечениям. Оптические свойства наночастиц платины также зависят от показателя преломления вблизи поверхности наночастиц. По мере увеличения показателя преломления вблизи поверхности наночастиц спектр угасания наночастиц смещается на более длинные волны. Практически это означает, что местоположение пика исчезновения наночастиц будет смещаться на более короткие длины волн, если частицы переносятся из воды в воздух или переходят на более длинные волны, если частицы переносятся на нефть.
Сегодня украшение из платины является символом уверенности и солидности.
Платина сегодня применяется и как ювелирное украшение, и как надежный инвестиционный проект.
Высокая прочность металла повышают спрос на его производство. Обручальные кольца из платины – наиболее востребованное ювелирное украшение. Они не истираются. Их длительное ношение довольно редко вызывает аллергическую реакцию.
Увеличение показателя преломления от 1 до 33 приводит к сдвигу пика исчезновения более 75 нм, перемещая пик от ультрафиолета до видимой области спектра. При вложении в материалы с высоким индексом сечение экстинкции существенно увеличивается. Спектр с пиком при 482 нм является вымиранием из сферы платины с диаметром 100 нм. По мере уменьшения толщины оболочки пики смещаются в красный цвет и становятся более интенсивными. Увеличение отношения диаметра сердечника к общему диаметру приводит к тому, что пик смещается в красный цвет.
Утончение слоя оболочки приводит к большому увеличению поляризации на границе сферы, что приводит к более сильным пикам вымирания. Те же общие тенденции наблюдаются при увеличении размера наночастиц. Толщина и диаметр наносфер чрезвычайно важны и играют важную роль в интенсивности и размещении плазмонных резонансов. Если платиновые сферические наносферы увеличатся, пики расширяются и переходят на более длинные волны. Также становятся важными режимы более высокого порядка, что делает спектр экстинкции более сложным.
Стоимость грамма платины колеблется в пределах от 3,5 до 4,5 тыс. рублей.
Наряду с ювелирной областью платина незаменима при производстве высокоточной электронной техники и оборудования, используемого в научных исследованиях. Платина незаменима в приборах, предназначенных для точных измерений.
Синтез и свойства наночастиц платины путем импульсной лазерной абляции в жидкости
Величина сдвига сильно зависит от толщины оболочки. Исследование распределения наночастиц для термической абляции опухоли, подвергнутой термотерапии с использованием наночастиц. Контролируемая модификация оптических и структурных свойств стекла со встроенными наночастицами платины наносекундным импульсным лазерным излучением. Многоцветные слоисто-слоистые пленки с использованием слабого полиэлектролита, способного синтезировать наночастицы платины. Исследования по анализу свинца и диоксида кремния в образцах обработки свинца. Вклад в оптику мутных сред, особенно коллоидных металлических растворов. . Платиновые наночастицы были синтезированы импульсной лазерной абляцией в жидкой технике в разных жидкостях.
Металлы платиновой группы - это шесть благородных драгоценных химических элементов, которые расположены рядом в периодической таблице. Все они являются переходными металлами 8-10 групп 5-6 периода.
Металлы платиновой группы: список
Группа состоит из следующих шести химических элементов, расположенных в порядке возрастания атомного веса:
Время абляции и плотность лазерной энергии варьировались для всех жидкостей. Сообщалось о влиянии флюенса энергии лазера, времени абляции и характера жидкости. Коллоидные наночастицы благородного металла показали зависящие от размера оптические свойства, а также интересные свойства магнетизма и катализа. Платина и ее наночастицы сплава привлекли большое внимание из-за их потенциального применения во многих каталитических реакциях для устранения закиси азота, образующихся в процессе горения. Импульсная лазерная абляция в жидкости представляет собой быстрый, простой и универсальный метод синтеза для получения коллоидов ультрачистых благородных металлов из наночастиц.
- Ru - рутений.
- Rh - родий.
- Pd - палладий.
- Os - осмий.
- Ir - иридий.
- Pt - платина.
Металлы платиновой группы обладают серебристо-белым оттенком, за исключением осмия, цвет которого голубовато-белый. Их химическое поведение парадоксально в том, что они обладают высокой устойчивостью к воздействию большинства реагентов, но используются в качестве катализаторов, легко ускоряющих или контролирующих скорость окисления, восстановления и реакций гидрирования.
Древние цивилизации и использование платины
Эти выбранные жидкости имеют различные свойства, такие как показатель преломления, дипольный момент и вязкость, которые могут влиять на морфологию частиц и распределение по размерам. Ширина импульса составляла 10 нс, а для этого лазера частота повторения составляла 10 Гц. Выбранными жидкостями были ацетон, этанол и метанол для изучения эффектов жидких сред. Абляция выполнялась с тремя различными значениями плотности лазерной энергии для каждой выбранной жидкости. Из-за высокой воспламеняемости выбранные жидкости разбавляли дистиллированной водой в соотношении 4: 1, чтобы избежать горения высокоинтенсивным импульсным лазерным лучом.
Рутений и осмий кристаллизуются в гексагональную плотноупакованную систему, а другие обладают гранецентрированной кубической структурой. Это выражается в большей твердости рутения и осмия.
История открытия
Хотя платиносодержащие золотые артефакты датированы 700 г. до н. э., присутствие этого металла является, скорее, случайностью, чем закономерностью. Иезуиты в XVI веке упоминали серые плотные камешки, связанные с аллювиальными месторождениями золота. Эти камешки нельзя было расплавить, но они образовывали сплав с золотом, при этом слитки становились ломкими, и их уже было невозможно очистить. Камешки стали называть platina del Pinto - гранулы серебристого материала из реки Пинто, впадающей в Колумбии.
«Платиновая» болезнь от платиновых блондинок
Эксперименты по абляции проводились в течение 5 минут для трех энергетических флюенсов во всех трех жидкостях. Для высокой плотности энергии время абляции варьировалось до 10 и 15 минут. Ясное решение стало коричневым цветом после лазерной абляции. Это помогло избежать непрерывного облучения в одной точке мишени. Соответствующие размерные распределения наночастиц также показаны на вставке каждой фигуры. В этом случае, по мере увеличения времени абляции, средний размер наночастиц платины уменьшается с нм до и нм.
Ковкая платина, которую можно получить только после полной очистки металла, была выделена французским физиком Шабано в 1789 году. Из нее был сделан кубок, преподнесенный папе Пию VI. Об открытии палладия в 1802 году сообщил английский химик Уильям Волластон, который назвал хим. элемент группы платиновых металлов в честь астероида. Волластон впоследствии заявлял об обнаружении еще одного вещества, присутствующего в платиновой руде. Его он назвал родием из-за розового цвета солей металла. Открытия иридия (по имени богини радуги Ириды из-за пестрой окраски его солей) и осмия (от греческого слова «запах» из-за хлорного запаха его летучего окисла) были сделаны английским химиком Смитсоном Теннантом в 1803 году. Французские ученые Ипполит-Виктор Колле-Дескоти, Антуан-Франсуа Фуркруа, и Николя-Луи Воклен выделили два металла одновременно. Рутений, последний изолированный и идентифицированный элемент, получил свое название по латинскому наименованию России от русского химика Карла Карловича Клауса в 1844 году.
На этих фигурах присутствуют крошечные платиновые наночастицы, в то время как в течение 15 минут абляции эти наночастицы группируются. В течение 5 минут абляции средний размер составляет нм, а в течение 10 и 15 минут - и нм соответственно. Все эти наночастицы сохраняли свои сферические формы. Сферические наночастицы средних размеров нм и получены для 5 и 10 минут абляции в метаноле и нм в течение 15 минут абляции. Некоторые более крупные частицы также присутствуют в течение 15 минут абляции в метаноле.
Также мы проанализировали влияние времени абляции на размер наночастиц. В общем, изготовление наночастиц зависит от параметров лазера, материала мишени и природы жидкости. Увеличение времени абляции привело к уменьшению количества наночастиц в ацетоне и этаноле. В этом процессе абляции платиновой мишени в разных жидких средах зарождение частиц происходит в активной зоне смешивания между плазменным плюмом, созданным во время процесса абляции и ограничивающей жидкости, а затем частицы растут до их конечного размера и формы в жидкости средний.
В отличие от таких легко выделяемых в относительно чистом состоянии путем простого огневого рафинирования веществ, как золото, платиновой группы требуют сложной водно-химической обработки. Эти методы не были доступны до конца 19 века, поэтому выявление и изоляция платиновой группы отстала от серебра и золота на тысячи лет. Кроме того, высокая температура плавления этих металлов ограничивала их применение, пока исследователи в Британии, Франции, Германии и России не разработали методы преобразования платины в форму, пригодную для обработки. Как драгоценные металлы платиновой группы начали использоваться в ювелирных изделиях с 1900 года. Хотя такое применение остается актуальным и сегодня, промышленное намного его превзошло. Палладий стал очень востребованным материалом для контактов в телефонных реле и других системах проводной коммуникации, обеспечивая длительный срок службы и высокую надежность, а платина, из-за своей устойчивости к искровой эрозии, во время Второй мировой войны стала применяться в свечах зажигания боевых самолетов.
Для таких материалов, как платина, серебро и золото, которые не являются особенно реакционноспособными ядрами металлов, они начинают зародышеобразование нереактивно и впоследствии превращаются в металлические наночастицы. Более того, химический состав жидкой среды влияет на реакции между абляционными видами и окружающей жидкостью, определяющими абляцию, реактивным типом или нереактивным.
Спектры оптического поглощения измерялись сразу же после экспериментов для каждой жидкой среды. Максимальная интенсивность поглощения проявлялась из-за более низкой плотности энергии. Этот результат связан с увеличением площади пятна абляции. Максимальное поглощение интенсивности соответствует снижению плотности энергии, как и результаты, полученные в других жидких средах.
После войны расширение методов молекулярной конверсии при переработке нефти создало огромный спрос на каталитические свойства, которыми обладают металлы платиновой группы. К 1970-м годам потребление выросло еще больше, когда стандарты автомобильных выбросов в США и других странах привело к использованию данных химических элементов в каталитической конверсии выхлопных газов.
Авторы заявляют, что нет никаких конкурирующих интересов относительно публикации этого документа. Кошизаки, Лазерная абляция платиновой мишени в воде. . Первое различие между белым золотом и платиной является самым основным и является основой всех других различий. Белое золото и платина - это разные металлы. Белое золото начинается как золото. Платина сама по себе является белым металлом. Белое золото и платина имеют свои свойства, которые делают их уникальными.
Белое золото - это сплав золота и некоторые белые металлы, такие как серебро, никель или палладий. Белый цвет достигается путем тщательного выбора легирующих металлов, которые отбеливают глубокий желтый цвет чистого золота. Количество сплава, смешанного с золотом, называется его карат. Ключом к пониманию золотого карата является значение карата. Пример - это обручальное кольцо из 14 каратов. Белый цвет достигается путем тщательного выбора легирующих металлов, которые отбеливают желтый цвет чистого золота.
Руды
За исключением малых россыпных месторождений платины, палладия и осмистого иридия (сплава иридия и осмия), практически нет руды, в которой бы основным компонентом был химический элемент - металл платиновой группы. Минералы, как правило, содержатся в сульфидных рудах, в частности в пентландите (Ni, Fe) 9 S 8 . Наиболее распространены лаурит RuS 2 , ирарсит, (Ir,Ru,Rh,Pt)AsS, осмиридиум (Ir,Os), куперит, (PtS) и браггит (Pt,Pd)S.
Крупнейшее в мире месторождение металлов платиновой группы - Бушвельдский комплекс в ЮАР. Большие запасы сырья сосредоточены в месторождениях Садбери в Канаде и Норильско-Талнахском в Сибири. В США наибольшие залежи минералов платиновой группы расположены в Стилуотере, Монтана, но здесь они значительно меньше, чем в ЮАР и России. Крупнейшими в мире производителями платины являются Южная Африка, Россия, Зимбабве и Канада.
Добыча и обогащение
Основные южноафриканские и канадские месторождения эксплуатируются шахтным способом. Практически все металлы платиновой группы извлекаются из медных или никелевых сульфидных минералов с помощью флотационной сепарации. Плавка концентрата производит смесь, которая вымывается из меди и сульфидов никеля в автоклаве. Твердый остаток выщелачивания содержит от 15 до 20% металлов платиновой группы.
Иногда до флотации используется гравитационное разделение. В результате получается концентрат, содержащий до 50% платиновых металлов, что избавляет от необходимости выплавки.
Механические свойства
Металлы платиновой группы значительно отличаются механическими свойствами. Платина и палладий довольно мягкие и очень ковкие. С этими металлами и их сплавами можно работать как в горячем, так и в холодном состоянии. Родий сначала обрабатывают горячим, а позже его можно обрабатывать холодным с довольно частым отжигом. Иридий и рутений должны быть нагреты, холодной обработке они не поддаются.
Осмий - самый твердый из группы и имеет наиболее высокую температуру плавления, но его склонность к окислению накладывает свои ограничения. Иридий наиболее коррозионностойкий из платиновых металлов, а родий ценится за сохранение своих свойств при высоких температурах.
Структурные применения
Поскольку дочиста отожженная платина очень мягкая, она восприимчива к царапинам и порче. Для увеличения твердости ее сплавляют со множеством других элементов. Платиновые драгоценности очень популярны в Японии, где ее называется «хаккин» и «белое золото». Сплавы для ювелирных изделий содержат 90% Pt и 10% Pd, который легко обрабатывать и паять. Добавление рутения повышает твердость сплава, сохраняя стойкость к окислению. Сплавы платины, палладия и меди используются в кованых изделиях, так как они тверже платино-палладиевых и менее затратны.
Тигли, используемые для производства монокристаллов в полупроводниковой промышленности, требуют коррозионной устойчивости и стабильности при высоких температурах. Для этого применения лучше всего подходят платина, платина-родий и иридий. Платинородиевые сплавы используются в производстве термопар, которые предназначены для измерения повышенных температур до 1800 °C. Палладий применяют как в чистом, так и в смешанном виде в электрических устройствах (50% потребления), в стоматологических сплавах (30%). Родий, рутений и осмий редко используются в чистом виде - они служат легирующей добавкой для других металлов платиновой группы.
Катализаторы
Около 42% всей платины, произведенной на Западе, используется в качестве катализатора. Из них 90% применяется в автомобильных выхлопных системах, где тугоплавкие гранулы или сотовые конструкции с платиновым покрытием (а также палладиевым и родиевым) содействуют преобразованию несгоревших углеводородов, окиси углерода и окислов азота в воду, углекислый газ и азот.
Сплав платины и 10% родия в виде раскаленной докрасна металлической сетки служит катализатором в реакции между аммиаком и воздухом для получения окислов азота и азотной кислоты. При подаче вместе со смесью аммиака метана можно получить синильную кислоту. При переработке нефти платина на поверхности гранул оксида алюминия в реакторе является катализатором преобразования длинноцепочечных молекул нефти в разветвленные изопарафины, которые желательны в смеси высокооктановых бензинов.
Гальваника
Все металлы платиновой группы можно наносить гальванически. Из-за твердости и блеска получаемого покрытия наиболее часто применяется родий. Хотя его стоимость выше, чем платины, меньшая плотность позволяет использовать меньшую массу материала при сопоставимой толщине.
Палладий - металл платиновой группы, который проще всего использовать для нанесения покрытий. Благодаря этому прочность материала значительно повышается. Рутений нашел применение в инструментах, предназначенных для обработки трением при низком давлении.
Химические соединения
Органические комплексы металлов платиновой группы, такие как комплексы алкилплатины, используются в качестве катализаторов в процессе полимеризации олефинов, производстве полипропилена и полиэтилена, а также при окислении этилена в ацетальдегид.
Соли платины находят все более широкое применение в химиотерапии рака. Например, они входят в состав таких лекарств, как "Карбоплатин" и "Цисплатин". Покрытые оксидом рутения электроды используются в производстве хлора и хлората натрия. Сульфат и фосфат родия применяются в родиевых